浅谈甘谷城乡供水大庄工程混凝土防渗墙施工技术

李欣

研究发现大坝防渗墙施工环境，混凝土、泥浆拌和系统的可靠性，混凝土施工工序及施工工艺均对大坝混凝土防渗墙施工质量具有重要影响。为提高防渗墙质量，本文以甘谷大庄工程防渗墙施工为例，简述大坝防渗墙施工工艺，以期为类似工程提供参考。

大坝防渗墙;施工工艺及工序;防渗墙质量检测

根据地质勘测报告，坝基下伏的新近系（N1）粉砂质泥岩分布稳定，岩体透水性微弱，由现场压水试验结果可知：粉砂质泥岩压水试验透水率均为0.10<q<ILu，属于微透水性，因此是可靠的防渗依托层;第四系洪积层p1Q31黄土状土水平渗透系数每秒ix10-4～ix10-6 cm，垂直渗透系数每秒ix10-4～ix10-6 cm，局部夹有的粉土薄层属于中等透水性。坝基防渗采用垂直防渗墙方案，考虑土岩分界面岩体性状差，多为近土状，透水性偏大，防渗墙宜进入粉砂质泥岩的深度不小于2m。

防渗墙砼采用自拌砼，使用搅拌车运输混凝土。

泥浆系统布置在大坝背水面，在坝脚的平台上，结合坝坡，修建一座泥浆搅拌站安装2台1 m的泥浆搅拌机。在泥浆搅拌站旁用红砖砌筑贮浆池一座，浆量约200 m;在大坝坝顶，每隔50 m布置泥浆沟池，各泥池便于将工作面上的泥浆沟，泥浆泵和泥浆管道联系在一起，工作时分别作泥浆池和沉淀池使用，如图1所示。

大坝开挖经验收合格后进行大坝土方填筑，填筑3 m高后在新填筑的坝基面上进行防渗墙施工。

修筑导墙前先对平台用块石及石渣料进行硬化处理。导墙截面形式采用钢筋砼倒“L”型断面。在坝轴线位置填筑3 m后，采用反铲挖槽立模浇注砼形成;导向槽采用C30钢筋混凝土浇筑，满足成槽机械的施工荷载要求。拟将冲击钻机平行布置在防渗墙轴线上，如图2所示。

在导墙作业过程中，导槽宽度为60 cm，导墙壁轴线放样误差不能超过0.1 cm，且导墙壁施工要平直，在0.3 cm内控制内墙墙面平整度偏差，垂直度应小于0.5%，顶面平整度为0.5 cm。与施工地面相比，导墙顶应高出10～15 cm，至少有一个溢浆孔设置在每个槽段内的导墙上。导墙基底应紧贴于土面，这样能避免导墙变形，在拆除导墙两内侧后，每1.5 m处设置一道木撑，同时在I、II期槽段浇筑1.2 m厚的砖墙。当砼强度未到达70%时，导墙附近禁止重型机械行走。

（1）应用“钻抓法”开展成槽作业，主要是通过液压抓斗抓取一些全风化岩层与坝体土层，使用CZ-50型冲击钻机钻劈坝基基岩部分;（2）采用膨润土、粘土泥浆护壁;（3）采用抓取法与捞渣桶出渣，在泥浆清孔与置换过程中，主要采取“气举反循环法”;（4）混凝土一般使用砼搅拌车输送;（5）混凝土需要在搅拌站拌和;（6）浇筑混凝土通常采用泥浆下直升导管法;（7）Ⅰ期与Ⅱ期槽段连接时则运用“接头管法”;（8）运用辅助设备浇筑混凝土。

先导孔沿防渗墙轴线布置钻孔，孔距不大于30 m布置一孔。使用地质钻机钻孔，在接近岩层钻进时，改换钻头与钻进方法，确保岩层位置及岩性的准确性。初步成果在野外作业后3 d内提交。

粘土泥浆的主要质量控制标准应达到胶体率95%，含砂率小于5%，粘度18～25 s，比重1.10～1.30，若不满足要求可使用一定添加剂。在施工现场，还应通过泥浆性能试验进一步明确膨润土泥浆使用标准，具体可遵循下表制作泥浆。

在作业中，应通过试验来明确拌制泥浆的时间与方法，并严格遵循相关规定标准配制泥浆配合比，计量误差控制在5%内。在防渗墙轴线下设置泥浆搅制系统时，需要在泥浆搅拌站设置两台1 m的泥浆搅拌机，贮浆池容量在200 m，在实时施工中，主要通过φ100 mm管线将泥浆输送至现场各施工位置。

对泥浆护壁效果、砼施工性能、接头管法工艺的可靠性以及单元槽孔划分、生产工效、施工设备等方案的可行性及施工工艺、参数予以验证，为防渗墙正式施工做准备。在大坝防渗墙轴线上合适位置进行生产性工艺试验。初步拟定三个槽孔作为试验段（Ⅰ序槽段长7.5 m，Ⅱ序槽段长7.5 m）。试验段具体位置由业主、监理和设计等各方在现场共同确定。

一般而言需要结合现场砼防渗墙壁结构、抓头尺寸以及地质条件等确定单元槽段划分，参照我公司在砼防渗墙方面的施工经验，认为本次防渗墙的单元槽段可划分为：Ⅰ序槽孔长7.5 m，Ⅱ序槽孔长7.5 m。当成槽条件较差时，槽孔分段长度应相应减少。

在槽口板砼强度达到70%以上时，开始开挖槽孔，先用抓斗在坝身采用“三抓法”抓取土体成槽，到达基岩后改用冲击钻机凿岩成槽。

按不同的施工方法进行主、副孔划分。我公司依据工程地质情况与施工质量要求来确定主、副孔划分依据。本次施工的地质情况从整体上来说比较单纯，主要是坝体粘性土层和以下的风化岩层。因此，坝体部分土层成槽用抓斗抓取，基岩部分采用钻劈法，用冲击钻机钻进。

进入基岩采用冲击钻凿岩。岩面的鉴定，当抓入满足设计要求时，会同监理、设计及业主代表进行现场确认，以便确定终孔深度。首先根据抓斗抓取槽孔底部的土样可判别岩土的风化程度，一般情况下，基岩的全风化类似于土层，可以使用抓斗抓取达到强风化基岩面。冲击钻入岩主要可根据岩样、进尺等现象进行判定。

在开展作业中，应定期检测，观察泥浆性能变化，并在槽内适宜补充优质泥浆，确保施工的顺利进行。每一槽孔的底线在河床段缓坡处应最大程度保持水平，每一槽孔的底线在河两岸陡坡处可选取2～3梯坎型式，并在1 m内严格控制相邻孔终孔高差。同时，每一槽孔的底线高程在施工前还要绘制剖面图，为施工提供依据。

在完成修槽作业后，对于槽底存在的沉碴，可通过液压抓斗清除，详细检查成槽情况，并对槽段接头使用洗刷锤清刷，保证泥屑清洗清干，同时保持液面高度。

（1）砼搅拌：采用自拌砼，生产率不小于30 m/h。

（2）混凝土运输：为保证运至孔口的砼具有良好的和易性，砼运输采用砼搅拌车运送砼至孔口。

（3）砼浇筑：浇筑混凝土主要应用泥浆下直升导管法，在正式开展作业前，需要对导管实施密閉承压试验，保证作业开展质量。

（4）在1.5 m内控制一期槽孔两端导管距孔端大小，在1 m内控制二期槽孔两端导管距孔端大小，在5 m内控制导管间距。如果孔底高差超过2.5 m，应按导管控制范围最低标准放置导管中心。

（5）导管底部与出口距离应在导管安装时控制在2.5 m内，并且每个导管在开浇前，均放置能浮起的橡胶球球塞。初浇储料斗容量结合开浇工艺计算得出应在3 m，砼泵在开浇作业中应同时供料。

（6）在开展作业时，需要将一定的水泥砂浆注入至导管内，为了保证导管内挤出球塞后，混凝土可以迅速填入导管底部，还需要准备足够的混凝土。若槽孔底部不平，存在高低差异，可先从低处开展浇筑作业。

（7）连续浇筑混凝土时，应按每小时2 m控制槽孔内混凝土面上升速度，直至上升到施工平台为止。

（8）在混凝土内进入导管的深度不大于6 m、不小于1 m。槽孔内混凝土高差要控制在0.5 m内，且保持匀速上升。混凝土面需要每30 min测量一次，导管内混凝土面要每2 h测定一次，测量次数在结尾与开浇时应合理增加。

（9）将钢盖板设置在浇筑混凝土时孔口，以免槽孔内掉入其他杂物与混凝土，槽孔内要严格控制不符合标准的混凝土进入。

（10）在作业时，要做好相关观察与测量数据，每一单元槽段砼做一组抗压强度试件，并且每五个槽段砼还应做弹性模量试件与抗渗压力试验。在槽口入口处可以对试件进行取样。

（1）每班应对混凝土取样检查其性能，检查作业应在开浇前进行，共两次。

（2）墙体材料的控制与检查：1）墙体材料的性能主要检查28天龄期的抗压强度和抗渗性能;2）抗渗性能的检查主要检查抗渗等级;3）对试件数量予以质量检查：每三个墙段为一组;每100m成型则为抗压强度一组;4）在机口或槽口取样，作为混凝土成型试件。

（1）一般使用φ6 m接头管法作为处理I期与II期的槽孔间混凝土套接，提升槽孔连结的有效性。接头管节长度在3～6 m，壁厚0.12 m，直径为φ6 m，在I期槽孔内共设置两根接头管。（2）混凝土早期强度在使用接头管法过程中不能过高;接头管表面应光滑且平整，外径尺寸为φ6，以此保障管节间的连续有效性。（3）控制拔接头管过程与相关工艺。混凝土的龄期应从浇筑导管底口高于此部位后（此点的混凝土已处于静止状态后）开始计算。室内试验的条件和结果往往与实际情况有很大的出入，因此，在混凝土开浇时必须取样成型6～8块抗压强度试件，3～4 h后每隔0.5～1.0 h拆模一块，观察其凝结及成型情况。当其强度达到足以承受单人独脚在其上站立的程度时，需要设定该试块为最小脱管龄期。

记录时要遵循准确、齐全、清晰的原则。提供各项工程施工中的全部资料。包括施工图纸、计划、报告、手册、数据及所有文件，清楚易读的影印件或蓝图、或打印件。防渗墙单项工程的竣工资料应包括下列内容：（1）设计变更、技术要求、说明书与补充文件等;（2）重大事故资料、墙体检验结果、泥浆试验及墙体材料试验结果、原材料检验结果、工序质量检验结果以及施工原始记录等;（3）所有相关专题试验研究报告;（4）竣工所有剖面及平面图与相关报告;（5）工程建设大事记等。

The study found that the construction environment of the dam impervious wall， the reliability of the concrete and slurry mixing system， the concrete construction process and construction technology all have an important influence on the construction quality of the dam's concrete impervious wall.In order to improve the quality of the cut-off wall， this article takes the construction of the cut-off wall of the Gangu Dazhuang Project as an example， briefly describes the construction technology of the cut-off wall of the dam， in order to provide a reference for similar projects.

dam cutoff wall; construction process and procedure; quality inspection of cutoff wall